钢框架结构办公楼楼设计大学学位论文.doc
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1、毕业设计(论文)题目:钢框架结构办公楼楼设计 学生姓名: 王 系 别: 土木工程 专业班级: 土木1103班 导师姓名: 提交日期: 2015.06 毕业设计(论文)任务书一、概述设计内容:太原华诚贸易公司兴建办公楼,要求采用钢框架结构。根据所给建筑功能划分要求,通过调查及搜集有关技术资料,完成建筑设计;正确选择结构方案,完成结构设计;根据场地要求,完成地基基础设计。并提交出任务书规定的设计文件。设计目的:通过毕业设计,初步掌握建筑设计、结构设计及地基基础设计的一般原则、步骤和方法,能综合运用已学过的知识,提高综合分析问题、解决问题的能力,以及相应的设计技巧,同时还将培养设计工作中实事求是、严
2、格、准确的科学态度和工作作风。成果要求:(1)计算书的撰写应完整清晰地说明设计方案、设计依据、设计步骤及过程;计算内容详尽,方法正确,计算分析无误;叙述准确,条理清晰,结构严谨。(2)图纸内容要符合国家有关制图标准,做到图幅规范,图面整洁,布图紧凑匀称,线条流畅,粗细分明,尺寸标注齐全,注字规范。(3)英文翻译部分翻译准确,文理通顺。二、设计原始资料(一)工程概况:建筑物建于太原市南郊,主要功能为办公、会议和小型展览,建筑面积60008000m2左右。结构体系采用钢框架结构,总层数为810层,首层4.2米,标准层3.3米。屋面采用压型钢板保温屋面,外墙采用陶粒混凝土砌块或其他轻质墙体,内墙采用
3、轻质隔墙,屋面坡度5%。采用筏形基础,基础埋深3.65m,基底位于第层黄土状粉土,天然地基承载力偏低,不能满足承载力和变形要求,设计要求对地基进行处理,要求处理后的地基承载力特征值不小于180kPa。(二)功能使用要求:内廊式建筑。大会议室一个,面积约200m2;接待室一个,设在一层,面积约60m2;小会议室两个,每个面积60m2;办公室共约6000m2,其中大办公室(60m2)2025间,其余为小办公室(30m2);其它部分包括门厅、走廊、楼梯、卫生间、开水间、配电室等;每层还设有洗手间、楼梯间。(三)抗震设防烈度:8度,抗震设计分组为第一组,类场地(四)耐火等级:级。(五)场地工程地质条件
4、:(1)地形、地貌拟建场地地形平缓,场地平整。(2)拟建场地岩土工程条件场地地层属第四系全新统晚更新统,依其岩性及物理力学性质分为3个工程地质层,其中第、层为新近堆积土,其余为第四系一般地层。第层:黄土状粉土,层厚1.106.00m。褐黄色黄褐色,土质不均匀,稍湿,中密,摇振反应中等,无光泽,干强度、韧性低,有湿陷性。此层顶部局部夹有黄土状粉质粘土薄层,黄褐色,可塑状态。层低埋深3.4010.60m。fak=110kPa。第层:黄土状粉质粘土,层厚1.403.90m。黄褐色,可塑,土质均匀,无摇振反应,有光泽反应,干强度、韧性中等,可见钙质条纹,有湿陷性。层低埋深7.3013.40m。fak
5、=130kPa。第层:粉质粘土,层厚2.204.20m。黄褐色红褐色,可塑,无摇振反应,有光泽反应,干强度、韧性中等,可见钙质条纹。层低埋深10.8012.20m。fak =140kPa。(3)水文地质条件场地地下水类型为潜水类型,潜水水位埋深大于35.00m。由于地下水埋藏较深,对基础及工程无不良影响。(六)自然气候条件:主导风向:南;基本风压值、基本雪压值按荷载规范的规定取值。三、 建筑设计的要求和内容(一)平面设计(1) 根据设计要求,确定建筑物的平面分区及各房间的平面形状面积大小及位置。(2) 根据承重作用及柱网等确定轴线位置。(二)剖面设计(1) 根据选定的结构体系,估算主要构件的尺
6、寸,如梁、板、柱等。(2) 根据采光及通风及工艺构造要求,确定建筑物部分剖面高度。(三) 立面设计(1)根据平面和剖面设计,绘制建筑立面轮廓图。(2)根据体型组合,调整各部分比例尺度,使其完整均衡,比例恰当,主次分明,并使体型简洁,与环境协调。四、 结构设计的要求和内容(一)结构平立面设计:包括结构总体尺寸、标高,柱网布置,主次梁布置,楼板布置等,楼盖要求采用压型钢板组合楼盖。(二)编制结构设计中各种作用的计算原理(如风荷载、地震作用等),结构分析的简化计算方法。掌握简化计算方法的假定条件、原理、计算步骤以及荷载效应组合等内容。(三)荷载计算:根据初定的建筑结构方案,以及荷载规范、抗震规范进行
7、荷载的统计计算,计算各楼层重量(包括楼面恒载、活荷载,隔墙重量等)。(四)运用建研院编制的PKPM软件进行结构刚度、效应分析、杆件内力标准值的计算,基本掌握模型建立、荷载输入、参数确定、整体计算、结果分析等各重要环节。结合规范理解输入参数的含义,并将自己的理解编制入计算书中。(五)进行结构设计:框架结构设计各荷载工况结构内力(电算),荷载组合(手算);主梁设计(手算);柱设计(手算);节点设计(手算);次梁设计(手算);组合楼板设计(手算)。五、 地基基础设计的要求和内容(一)地基处理方案选定:由于天然地基承载力偏低,不能满足承载力和变形要求,需对地基进行加固处理,根据工程勘察资料、地质条件以
8、及所设计的上部结构特点,进行地基基础方案(预应力混凝土管桩、灌注桩和夯实水泥土桩)比较、论证,选择合适的基础类型,方案安全可靠合理,并具有较好的经济性。(二)地基处理设计:(1)桩体设计参数桩体材料:确定材料强度等级(水泥、水泥土料配合比)。桩径选择及桩身截面积计算。(2)桩地基处理设计计算单桩承载力特征值计算;桩体材料设计验算;复合地基承载力特征值及面积置换率的计算;复合地基特征值验算;复合地基变形验算;持力层及下卧层强度验算。(三)桩对环境的影响分析及防治措施六、设计完成后提交的文件和图表1.计算说明书部分:包括:目录,英文摘要(200-300词),前言,正文,参考文献,致谢等。其中正文包
9、括:(一)建筑设计:设计依据、总平面设计、平面的设计、剖面的设计、立面的设计、构造的设计。(二)结构设计:(1)楼盖体系的设计计算(2)框架结构体系的设计计算(3)在竖向荷载作用下框架各杆件的内力(M、N、V)(4)在风荷载作用下框架各杆件的内力(M、N、V)(5)在地震荷载作用下框架各杆件的内力(M、N、V)(6)内力组合(7)各杆件的截面设计和节点计算(三)地基基础设计: 按所给场地地质资料,选择基础类型、并进行设计。(1)桩体设计参数(2)桩地基处理设计计算(3)桩对环境的影响分析及防治措施2.图纸部分:建筑部分1.建筑设计总说明2.首层平面图3.标准层平面图4.立面图5.剖面图结构部分
10、1.结构设计总说明2.结构平面、立面、剖面图3.框架梁、柱详图,零件大样图;4.主要节点构造详图;5.楼板配筋图6.材料表地基基础部分1.基础设计总说明2.基础结构平面布置图3.地基处理及基础配筋图3.翻译一篇与本专业有关的外文资料(5000字以上)七、毕业设计(论文)进程安排序号 设计各阶段名称 日期(教学周)1 计算书建筑设计部分 第1周2 建筑施工图绘制 第2周3 楼盖体系设计计算 第3周4 各种荷载作用下框架的计算 第4周5 内力组合及构件、节点设计 第57周6 结构施工图绘制 第89周7 地基处理方案选定 第10周8 地基处理设计计算 第1112周9 地基基础施工图绘制 第13周10
11、 桩对环境的影响分析及防治措施 第14周11 毕业设计文件的整理装订,教师审核 第15周 12 整理资料,准备答辩 第16周八、主要参考资料1.房屋建筑制图统一标准(GB50001-2010)2.建筑结构制图标准(GB50105-2010)3.建筑结构可靠度设计统一标准(GB50068-2001)4.建筑结构荷载规范(GB50009-2012)5.建筑抗震设计规范(GB50011-2010)6.钢结构设计规范(GB50017-2003)7.门式刚架轻型房屋钢结构技术规程(CECS 102-2002)8.高层民用建筑钢结构技术规程(JGJ99-98)9.冷弯薄壁型钢结构技术规范(GB50018-
12、2002)10.建筑地基基础设计规范(GB50007-2011)11.建筑地基处理技术规范(JGJ79-2002)12.湿陷性黄土地区建筑规范(GB50025-2004)13.建筑地基基础工程施工质量验收规范(GB502022002)14.多高层建筑钢结构设计李国强编著(中国建筑工业出版社)15.多层民用钢结构房屋设计郭兵等编著(中国建筑工业出版社)16.钢结构设计手册上、下册(中国建筑工业出版社)17.地基及基础(中国建筑工业出版社)目录 第一章 绪论错误!未定义书签。1.1钢结构房屋概述错误!未定义书签。 1.1.1钢结构房屋的分类错误!未定义书签。 1.1.2钢结构房屋的优点错误!未定义
13、书签。 1.1.3多层民用钢结构房屋的发展现错误!未定义书签。1.2设计要求错误!未定义书签。 1.2.1 重点研究的问题有以下几点:错误!未定义书签。1.2.3设计方案:错误!未定义书签。 第二章 建筑设计错误!未定义书签。2.1方案比选错误!未定义书签。 2.1.1纯框架体系错误!未定义书签。 2.1.2支撑框架体系错误!未定义书签。 2.1.3结构形式选择错误!未定义书签。2.2建筑设计错误!未定义书签。 2.2.1平面设计错误!未定义书签。 2.2.2剖面设计错误!未定义书签。2.3建筑设计说明错误!未定义书签。 2.3.1设计要求错误!未定义书签。 2.3.2工程概况错误!未定义书签
14、。 2.3.3 防水做法错误!未定义书签。 2.3.4 墙体错误!未定义书签。2.4 建筑施工图错误!未定义书签。第三章结构布置及荷载统计错误!未定义书签。3.1 各层结构平面布置错误!未定义书签。3.2 截面初选错误!未定义书签。3.3 荷载统计错误!未定义书签。 3.3.1 屋面恒载标准值:错误!未定义书签。 3.3.2 活荷载标准值:错误!未定义书签。 3.3.3 屋面积灰荷载错误!未定义书签。 3.3.4 风荷载标准值:错误!未定义书签。第四章结构构件设计错误!未定义书签。 4.1.1 初步假设错误!未定义书签。 4.1.2 组合楼(屋面)板的构造要求:错误!未定义书签。 4.1.3
15、荷载计算:错误!未定义书签。 4.1.4 压型钢板在施工阶段的验算:错误!未定义书签。 4.1.4.1 施工阶段荷载:错误!未定义书签。 4.1.4.2 压型钢板的受弯承载力验算:错误!未定义书签。 4.1.5 压型钢板组合楼板在使用阶段的承载力验算:错误!未定义书签。 4.1.5.1 计算假定:错误!未定义书签。 4.1.5.2 受弯承载力计算:错误!未定义书签。 4.1.5.3 压型钢板楼板负弯矩配筋设计:错误!未定义书签。 4.1.6 组合楼板的挠度、裂缝及自振频率验算:错误!未定义书签。 4.1.6.1 组合楼板的挠度验算:错误!未定义书签。 4.1.6.2 组合楼板负弯矩部位混凝土裂
16、缝宽度验算:错误!未定义书签。 4.1.6.3 组合楼板自振频率f的验算:错误!未定义书签。第五章框架结构分析错误!未定义书签。5.1 设计思路错误!未定义书签。5.2建模过程 错误!未定义书签。 5.2.2 结构楼面布置信息错误!未定义书签。 5.2.3 楼面荷载传导与计算错误!未定义书签。5.3 SATWE 计算分析错误!未定义书签。5.4 结果分析与截面调整错误!未定义书签。 5.4.1 结果分析错误!未定义书签。5.5 电算结果错误!未定义书签。第六章 荷载组合错误!未定义书签。6.1 荷载组合原理错误!未定义书签。 6.1.1 荷载基本组合错误!未定义书签。 6.1.2 考虑地震作用
17、的荷载组合错误!未定义书签。6.2 荷载组合错误!未定义书签。 6.2.1 正负号规定:错误!未定义书签。 6.2.2 各层柱编号错误!未定义书签。6.2 荷载组合错误!未定义书签。 6.2.1 正负号规定:错误!未定义书签。 6.2.2 各层柱编号错误!未定义书签。 6.2.3 荷载基本组合错误!未定义书签。 6.2.4 考虑地震作用的荷载组合错误!未定义书签。第七章结构、构件验算错误!未定义书签。7.1 计算原理错误!未定义书签。 7.1.1 不考虑地震作用的基本组合的验算错误!未定义书签。 7.1.2 考虑地震作用的验算错误!未定义书签。7.2 截面特性错误!未定义书签。7.3 柱的验算
18、错误!未定义书签。 7.3.1 柱 Z1 的验算错误!未定义书签。 7.3.2 柱 Z2 的验算错误!未定义书签。 7.3.3 柱 Z3 的验算错误!未定义书签。 7.3.4 柱 Z4 的验算错误!未定义书签。 7.3.5 柱 Z5 的验算错误!未定义书签。 7.3.6 柱 Z6 的验算错误!未定义书签。 7.3.7 柱 Z7 的验算错误!未定义书签。 7.3.8 柱 Z8 的验算错误!未定义书签。7.9 框架梁的验算错误!未定义书签。 7.9.1 L1 的验算错误!未定义书签。第八章框架节点设计错误!未定义书签。8.1 主梁与柱的刚性连接节点设计错误!未定义书签。 8.1.1 设计原理错误!
19、未定义书签。第九章 地基处理819.1 地基基础承载力校核819.2 地基基础方案选定819.3 地基基础方案选定829.4 桩地基处理设计计算829.4.1 单桩承载力特征值计算829.4.2 桩体材料设计验算829.4.3 复合地基承载力特征值及面积置换率的计算839.4.4 复合地基特征值验算839.4.5 复合地基变形的验算849.4.6 持力层及下卧层强度验算84结束语86参考文献87文献翻译88致谢94中文摘要本文是对太原华诚贸易公司办公楼的钢结构设计,选用的结构形式是八层钢结构框架。 多层房屋钢结构技术是一项集轻钢结构、建筑节能保温、建筑防火、建筑隔声、新型建材、设计施工于一体的
20、集成化技术,广泛应用于住宅、办公楼、厂房等建设项目中。钢结构多层房屋中最常用的结构体系为框架结构,框架结构布置灵活,各部分刚度比较均匀,构造简单易于施工。 本文详细地介绍了本工程的建筑设计和结构设计的全过程,主要侧重于结构的计算和设计工作。并根据计算结果进行了构件和节点验算及施工图设计,其中综合考虑了构造措施。 设计采用极限状态设计法,考虑地震作用进行抗震设计。通过采用结构设计软件PKPM与手算相结合,本设计完成了以下主要内容: 1、根据建筑功能要求,完成结构平、立面布置。 2、采用PKPM软件进行框架结构受力分析 3、提取电算结果,根据现行规范验算构件承载力并完成节点设计。4、根据现行规范手
21、工完成组合次梁、基础设计。关键词:钢框架结构、荷载工况、构件验算、次梁设计ABSTRACT This thesis is concerned with the project that designs a steel structure of an office building of Huacheng trading company in Taiyuan. Multi-layer steel structure is the integrative technology which consists of light weight steels tructure, energy saving
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